JP4162500B2 - ウインチの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台のウインチを搭載して集材作業を行う作業車両等に用いられるウインチの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベル等の作業車両に２台のウインチを搭載し、作業車両に設置された滑車と集材基地の立木に設置された滑車との間にワイヤロープを掛け渡して、一方のウインチを巻込み駆動するとともに、他方のウインチを巻出し駆動することにより、ワイヤロープに結着した材木を移動させて集材作業を行うようにした装置が知られている。この場合、巻出し側のワイヤロープに張力を持たせることで、材木の木口を上げて木株や石などの障害物を避けて集材作業を効率的に行うことができる。
【０００３】
ところで、この種の装置により集材作業を行うに際して、オペレータが各ウインチを操作する２本の操作レバーを同時に操作する方式では、巻込み側のウインチはドラムの巻き径が徐々に大きくなる一方、巻出し側のウインチはドラムの巻き径が徐々に小さくなっていくために、ワイヤロープの張力を一定に保持しながらそれら２本の操作レバーを操作するには高度の熟練技術を要し、その操作が極めて困難であるだけでなく、たとえ熟練のオペレータであっても多大の疲労を伴うという問題点があった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するために、２台のウインチの連動操作をＯＮ−ＯＦＦするインターロック選択スイッチを設け、このインターロック選択スイッチがＯＮ操作されているときに、１本の操作レバーを操作すると巻込み側のウインチは巻込み駆動され、巻出し側のウインチはその巻込み側のウインチの速度に同調して巻出し駆動されるようにしたウインチの制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の先行技術として、第１ウインチ駆動回路に設けた第１油圧モータと、第２ウインチ駆動回路に設けた第２油圧モータとを同時にワイヤロープの巻上側に回転させ、一方のウインチ駆動回路のリリーフ設定圧を他方のウインチ駆動回路のリリーフ設定圧よりも高く設定しておくことで、各リリーフ設定圧に応じた張力をワイヤロープにかけるようにして、材木を吊上げた状態で集材するようにしたインターロック装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６３９６７号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０７９１８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載された装置では、１本の操作レバーにより２台のウインチの回転方向等を制御できる点で優れているものの、全て制御器からの制御用電気信号により電気・油圧式制御回路によって各ウインチを油圧駆動させるように構成されているために、その制御装置が大掛かりでかつコスト高になってしまうという問題点がある。また、この従来装置では、例えば吊荷の重さに応じて巻出し側のワイヤロープの張力（バックテンション）を微妙に調整したい場合にその調整が不能であるという問題点がある。さらに、オペレータがマニュアル操作によって巻込み側および巻出し側の各ウインチを操作したい場合に、その要求に応えられないという問題点がある。
【０００８】
一方、前記特許文献２に記載された装置では、両方のウインチを巻込み側に回転させ、リリーフ設定圧の差により巻出し側のワイヤロープの張力を確保する方式であるために、巻出し側のウインチに常に無理なトルクがかかることになってそのウインチの耐久性の面で難点がある。また、この従来装置の場合も、前記特許文献１のものと同様、巻出し側のワイヤロープ張力の手動調整ができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、インターロック機構を極めて簡易な構成にすることができるとともに、巻出し側のワイヤロープ張力の手動調整も可能で、かつマニュアル操作にも簡単に切替え可能なウインチの制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるウインチの制御装置は、
第１ウインチを駆動する第１油圧モータおよびその第１油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第１主切替弁を有する第１ウインチ駆動回路と、第２ウインチを駆動する第２油圧モータおよびその第２油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第２主切替弁を有する第２ウインチ駆動回路と、これら第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路を連動させる際にその連動指令信号を発する連動スイッチと、この連動スイッチからの信号を受けて前記第１油圧モータもしくは第２油圧モータのいずれか一方の油圧モータを巻込み側に駆動したときに他方の油圧モータを巻出し側に駆動するように、前記第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路とを連通させる連動弁とを備えるウインチの制御装置において、
前記第１主切替弁を操作する第１ウインチ操作レバーと、前記第２主切替弁を操作する第２ウインチ操作レバーと、前記第１油圧モータおよび第２油圧モータのうちの少なくとも一方の油圧モータの巻込み側の油圧ラインに配されてそのリリーフ圧を調整することにより前記第１ウインチもしくは第２ウインチより巻出されるワイヤロープの張力を調整するリリーフ弁と、前記第１ウインチ操作レバーもしくは第２ウインチ操作レバーのいずれか一方の操作レバーのパイロット弁からその操作レバーにより操作される主切替弁に至るパイロットラインの途中に、パイロット圧を前記主切替弁もしくは前記リリーフ弁のいず れかに選択的に供給するように切替える電磁弁とを備え、前記連動スイッチから連動指令信号が発せられた際に前記電磁弁が前記パイロット圧を前記リリーフ弁に供給するように切替えられることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、連動スイッチがＯＦＦ時には、第１ウインチ操作レバーおよび第２ウインチ操作レバーがそれぞれ第１主切替弁および第２主切替弁の操作用に使用される。連動スイッチをＯＮ操作すると、第１ウインチ駆動回路および第２ウインチ駆動回路に設けられた連動弁が切替えられることにより、第１油圧モータもしくは第２油圧モータのいずれか一方の油圧モータを巻込み側に駆動したときに他方の油圧モータが巻出し側に駆動される。こうして、１本の操作レバーを操作することにより一方のウインチが巻込み側に回転され、他方のウインチが巻出し側に回転されることになる。また、巻出し側のウインチにおけるワイヤロープの張力を手動調整したい場合には、連動スイッチのＯＮ時に前記第１ウインチ操作レバーもしくは第２ウインチ操作レバーのいずれか一方の操作レバーを張り増大方向に操作することにより、第１油圧モータおよび第２油圧モータのうちの少なくとも一方の油圧モータの巻込み側の油圧ラインに設けられたリリーフ弁のリリーフ圧が高められ、これによって巻出し側のワイヤロープの張力が増大される。こうして、巻出し側のウインチ操作レバーにワイヤロープの張力調整機能を持たせてオペレータの判断に応じて巻出し側のワイヤロープの張力調整を容易に行うことができ、操作レバーの本数を少なくして構成の簡素化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるウインチの制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る集材機の斜視図が示されている。本実施形態の集材機１は、油圧ショベル２の作業機（ブーム３およびアーム４）をタワーとして用いて、ランニングスカイライン方式により前方の集材基地で伐採した材木５を手前側の集材基地に吊り下げて移送するように構成されている。
【００１４】
前記油圧ショベル２には２台のウインチ（第１ウインチ６および第２ウインチ７）が搭載され、この油圧ショベル２のアーム４の先端部には滑車８，９が取り付けられる。一方、前方の集材基地に位置する定置物としての立木１０にも滑車１１が取り付けられる。油圧ショベル２の第２ウインチ７から延びるワイヤロープ（索状体）１２ｂは滑車９を経て引き出され、滑車１１に巻き掛けられた後、キャリッジ（吊り具）１３の一端部に固定される。また、油圧ショベル２の第１ウインチ６から延びるワイヤロープ１２ａは滑車８を経て引き出されて前記キャリッジ１３の他端部に固定される。こうして、第２ウインチ７からワイヤロープ１２ｂを巻出しながら、第１ウインチ６にてワイヤロープ１２ａを巻込むことにより、キャリッジ１３に吊り下げられた材木５を手前側の集材基地に移送することができる。
【００１５】
図２には、本実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図が示されている。以下、この油圧回路図に基づいて説明する。
【００１６】
前記第１ウインチ６のドラム６ａは第１油圧モータ１４ａによって減速器（図示せず）を介して駆動され、前記第２ウインチ７のドラム７ａは第２油圧モータ１４ｂによって減速器（図示せず）を介して駆動され、これら各油圧モータ１４ａ，１４ｂの正逆回転によってドラム６ａ，７ａに対するワイヤロープ１２ａ，１２ｂの巻込みおよび巻出しがなされるように構成されている。前記第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂには、図示されていないがブレーキおよびそのブレーキを制御するブレーキ弁が内蔵されている。また、前記第１油圧モータ１４ａのメイン回路１６ａおよび前記第２油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂには安全弁１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００１７】
前記各メイン回路１６ａ，１６ｂには、タンク１７より主ポンプ１８によって圧油が供給される。また、これら主ポンプ１８と各メイン回路１６ａ，１６ｂとを接続する圧油吐出ライン上には第１主切替弁１９ａおよび第２主切替弁１９ｂがそれぞれ介挿されている。なお、本実施形態において、メイン回路１６ａおよび第１主切替弁１９ａを含む第１油圧モータ１４ａの駆動回路が、本発明における第１ウインチ駆動回路に対応し、メイン回路１６ｂおよび第２主切替弁１９ｂを含む第２油圧モータ１４ｂの駆動回路が、本発明における第２ウインチ駆動回路に対応する。
【００１８】
前記第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに後述するパイロットポンプ３０からのパイロット圧が作用すると、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻込み側ライン１６ｉに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻込み側に回転される。このとき、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻出し側ライン１６ｏを通ってタンク２０にドレンされる。一方、前記第１主切替弁１９ａの巻出し側操作部１９ｏにパイロット圧が作用すると、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻出し側ライン１６ｏに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻出し側に回転され、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻込み側ライン１６ｉを通ってタンク２０にドレンされる。前記第２油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂについても同様に作動する。
【００１９】
前記各メイン回路１６ａ，１６ｂの巻込み側ライン１６ｉ，１６ｉには、カウンタバランス弁２１ａ，２１ｂおよびチェック弁２２ａ，２２ｂがそれぞれ設けられている。これらカウンタバランス弁２１ａ，２１ｂおよびチェック弁２２ａ，２２ｂはそれぞれ、第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂに背圧を与えることによって負荷の自由落下を防止する役目をする。
【００２０】
また、前記第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂのそれぞれの巻込み側ライン１６ｉと巻出し側ライン１６ｏとを連通する連通ライン１６ｃ，１６ｄが設けられ、各連通ライン１６ｃ，１６ｄには、バイパス弁２３ａ，２３ｂと、このバイパス弁２３ａ，２３ｂに流量抵抗を与える絞り弁（可変絞り）２４ａ，２４ｂがそれぞれ介挿されている。前記バイパス弁２３ａ，２３ｂは電磁式の２位置切替弁であって、インターロック選択スイッチ（連動スイッチ）２５からの指令信号に基づき、油圧スイッチ２６ａ，２６ｂを介してその開閉が制御される。
【００２１】
また、前記第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ライン１６ｉには、前記カウンタバランス弁２１ｂの後流側に、リリーフ弁２７およびチェック弁２８が並列配置されて介挿されている。このリリーフ弁２７は、後述する第２ウインチ操作レバー３１ｂの操作時にパイロット圧にてそのリリーフ圧が調整される。こうして、第２ウインチ操作レバー３１ｂを操作してリリーフ弁２７のリリーフ圧を調整することにより、前記第２ウインチ７のドラム７ａから巻出されるワイヤロープ１２ｂの張力が調整可能とされる。
【００２２】
一方、パイロットポンプ３０は、第１ウインチ操作レバー３１ａのパイロット弁３２ａおよび第２ウインチ操作レバー３１ｂのパイロット弁３２ｂにパイロット圧を供給する。前記パイロット弁３２ａは、第１ウインチ操作レバー３１ａの巻込み側の操作量に応じたパイロット圧を第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに作用させるとともに、第１ウインチ操作レバー３１ａの巻出し側の操作量に応じたパイロット圧を第１主切替弁１９ａの巻出し側操作部１９ｏに作用させる。同様に、前記パイロット弁３２ｂは、第２ウインチ操作レバー３１ｂの巻込み側の操作量に応じたパイロット圧を第２主切替弁１９ｂの巻込み側操作部１９ｉに作用させるとともに、第２ウインチ操作レバー３１ｂの巻出し側の操作量に応じたパイロット圧を第２主切替弁１９ｂの巻出し側操作部１９ｏに作用させる。
【００２３】
前記第１主切替弁１９ａおよび第２主切替弁１９ｂの巻出し側のパイロットラインにはシャトル弁３３ａ，３３ｂがそれぞれ介挿されている。そして、前記シャトル弁３３ａの一側のラインは前記パイロット弁３２ａに接続され、他側のラインは連動弁３４ａを介して第２主切替弁１９ｂの巻込み側操作部１９ｉに接続されている。また、前記シャトル弁３３ｂの一側のラインは２位置切替式の電磁弁３５を介して前記パイロット弁３２ｂに接続され、他側のラインは連動弁３４ｂを介して第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに接続されている。これら連動弁３４ａ，３４ｂは電磁式の２位置切替弁であって、前記インターロック選択スイッチ２５からの指令信号に基づきその開閉が制御される。
【００２４】
上述したように、前記パイロット弁３２ｂからシャトル弁３３ｂに至るパイロットラインの途中に２位置切替式の電磁弁３５が介挿されるとともに、この電磁弁３５を通してパイロット圧をリリーフ弁２７に導いてそのリリーフ圧を調整するためのパイロットラインが設けられている。そして、電磁弁３５がａ位置にあるときには、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がシャトル弁３３ｂに導かれ、電磁弁３５がｂ位置にあるときには、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がリリーフ弁２７に導かれるようにされている。ここで、インターロック選択スイッチ２５がＯＦＦ位置にあるときには電磁弁３５がａ位置にあり、インターロック選択スイッチ２５をＯＮ位置に操作すると電磁弁３５がｂ位置に切替えられる。
【００２５】
次に、本実施形態のウインチ制御装置の作動について説明する。
【００２６】
まず、第１ウインチ６および第２ウインチ７を連動（インターロック）運転させるために、インターロック選択スイッチ２５をＯＮ方向に操作すると、連動弁３４ａ，３４ｂが開方向に作動されるとともに、電磁弁３５がｂ位置に切替えられ、第１主切替弁１９ａの巻込み側パイロットラインと第２主切替弁１９ｂの巻出し側パイロットラインとが連通するとともに、第２主切替弁１９ｂの巻込み側パイロットラインと第１主切替弁１９ａの巻出し側パイロットラインとが連通する。この状態で、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを巻込み側（矢印Ａ方向）に操作すると、パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧が第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに作用し、この第１主切替弁１９ａは巻込み側に切替えられる。これにより、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻込み側ライン１６ｉに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻込み側に回転される。なお、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻出し側ライン１６ｏを通ってタンク２０にドレンされる。
【００２７】
これと同時に、パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧は、連動弁３４ｂからシャトル弁３３ｂを通って第２主切替弁１９ｂの巻出し側操作部１９ｏに作用し、第２主切替弁１９ｂは巻出し側に切替えられる。これにより、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ｂの巻出し側ライン１６ｏに供給されて第２油圧モータ１４ｂおよびドラム７ａは巻出し側に回転される。なお、第２油圧モータ１４ｂから吐出された圧油は巻込み側ライン１６ｉを通ってタンク２０にドレンされる。
【００２８】
また、前記パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧は油圧スイッチ２６ｂを作動させる。これにより、第１油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂの連通ライン１６ｄに介挿されたバイパス弁２３ｂに通電されてそのバイパス弁２３ｂが開作動して連通ライン１６ｄが絞り弁２４ｂを介して連通する。これにより、第２ウインチ７の駆動はフリーになるが、絞り弁２４ｂによりワイヤロープ１２ｂに張力が与えられ、第１ウインチ６の巻込み駆動に対して、第２ウインチ７はワイヤロープ１２ｂを弛ませることなく、自由に巻出すことができる。
【００２９】
こうして、１本の操作レバーを操作することにより一方のウインチが巻込み側に回転され、他方のウインチが巻出し側に回転されることになる。なお、前述の説明は、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを操作する場合について説明したが、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを操作した場合にも同様の駆動が可能である。
【００３０】
前述の操作において、巻出し側のワイヤロープの張力（バックテンション）を手動調整したい場合には、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを張り増大方向（矢印Ｂ方向）に操作すると、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がリリーフ弁２７に作用することによりそのリリーフ圧が高められ、第２ウインチ７のドラム７ａから巻出されるワイヤロープ１２ｂの張力が増大される。こうして、オペレータの判断に応じて巻出し側のワイヤロープ１２ｂの張力調整を容易に行うことができる。
【００３１】
一方、インターロック選択スイッチ２５がＯＦＦ状態にあるときには、マニュアル操作モードとなって、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを巻込み側に操作するとともに、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを巻込み側に操作することで、オペレータの技量に頼ったマニュアル操作が可能である。
【００３２】
本実施形態においては、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを、第２ウインチ７の巻込み・巻出しを操作する役目と、ワイヤロープの張力を調整する調整レバーの役目とを兼用させることから、オペレータがその操作レバー３１ｂの現在の操作モードを容易に認識できるように、その操作モードを表示パネル等に表示するようにするのが望ましい。
【００３３】
（第２の実施形態）
図３には、本発明の第２の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図が示されている。本実施形態において、回路の基本構成およびその作動については第１の実施形態とほぼ同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００３４】
前記第１実施形態では、リリーフ弁２７を第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ラインのみに設けたものを説明したが、本実施形態においては、第１油圧モータ１４ａの巻込み側ラインおよび第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ラインにそれぞれリリーフ弁２７ａ，２７ｂを設けるとともに、各リリーフ弁２７ａ，２７ｂのリリーフ圧をそれぞれ第１ウインチ６の操作レバー３１ａおよび第２ウインチ７の操作レバー３１ｂで調整するために、パイロット弁３２ａ，３２ｂからシャトル弁３３ａ，３３ｂに至るパイロットラインの途中にそれぞれ電磁弁３５ａ，３５ｂを介挿するように構成したものである。
【００３５】
このようにすれば、インターロック選択スイッチ２５がＯＮ方向に操作されているとき、第１ウインチ６の操作レバー３１ａによって巻込み・巻出し操作を行うとともに、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂによってワイヤロープ１２ｂの張力の調整を行い、また第２ウインチ７の操作レバー３１ｂによって巻込み・巻出し操作を行うとともに、第１ウインチ６の操作レバー３１ａによってワイヤロープ１２ａの張力の調整を行うことができる。
【００３６】
以上のように、前記各実施形態のウインチ制御装置によれば、第１ウインチ６と第２ウインチ７とを連動操作するインターロック機構を極めて簡易な構成にすることができるとともに、巻出し側のワイヤロープ張力をオペレータの好みに応じて自由に調整することができる。また、連動操作からマニュアル操作への切替えも極めて容易に行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る集材機の斜視図である。
【図２】 図２は、第１の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図である。
【図３】 図３は、第２の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 集材機
２ 油圧ショベル
６ 第１ウインチ
７ 第２ウインチ
１２ａ，１２ｂ ワイヤロープ
１４ａ 第１油圧モータ
１４ｂ 第２油圧モータ
１６ａ，１６ｂ メイン回路
１９ａ 第１主切替弁
１９ｂ 第２主切替弁
２５ インターロック選択スイッチ（連動スイッチ）
２７，２７ａ，２７ｂ リリーフ弁
３１ａ 第１ウインチ操作レバー
３１ｂ 第２ウインチ操作レバー
３４ａ，３４ｂ 連動弁
３５，３５ａ，３５ｂ 電磁弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台のウインチを搭載して集材作業を行う作業車両等に用いられるウインチの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧ショベル等の作業車両に２台のウインチを搭載し、作業車両に設置された滑車と集材基地の立木に設置された滑車との間にワイヤロープを掛け渡して、一方のウインチを巻込み駆動するとともに、他方のウインチを巻出し駆動することにより、ワイヤロープに結着した材木を移動させて集材作業を行うようにした装置が知られている。この場合、巻出し側のワイヤロープに張力を持たせることで、材木の木口を上げて木株や石などの障害物を避けて集材作業を効率的に行うことができる。
【０００３】
ところで、この種の装置により集材作業を行うに際して、オペレータが各ウインチを操作する２本の操作レバーを同時に操作する方式では、巻込み側のウインチはドラムの巻き径が徐々に大きくなる一方、巻出し側のウインチはドラムの巻き径が徐々に小さくなっていくために、ワイヤロープの張力を一定に保持しながらそれら２本の操作レバーを操作するには高度の熟練技術を要し、その操作が極めて困難であるだけでなく、たとえ熟練のオペレータであっても多大の疲労を伴うという問題点があった。
【０００４】
そこで、このような問題点を解決するために、２台のウインチの連動操作をＯＮ−ＯＦＦするインターロック選択スイッチを設け、このインターロック選択スイッチがＯＮ操作されているときに、１本の操作レバーを操作すると巻込み側のウインチは巻込み駆動され、巻出し側のウインチはその巻込み側のウインチの速度に同調して巻出し駆動されるようにしたウインチの制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の先行技術として、第１ウインチ駆動回路に設けた第１油圧モータと、第２ウインチ駆動回路に設けた第２油圧モータとを同時にワイヤロープの巻上側に回転させ、一方のウインチ駆動回路のリリーフ設定圧を他方のウインチ駆動回路のリリーフ設定圧よりも高く設定しておくことで、各リリーフ設定圧に応じた張力をワイヤロープにかけるようにして、材木を吊上げた状態で集材するようにしたインターロック装置も提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６３９６７号公報
【特許文献２】
実用新案登録第３０７９１８７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載された装置では、１本の操作レバーにより２台のウインチの回転方向等を制御できる点で優れているものの、全て制御器からの制御用電気信号により電気・油圧式制御回路によって各ウインチを油圧駆動させるように構成されているために、その制御装置が大掛かりでかつコスト高になってしまうという問題点がある。また、この従来装置では、例えば吊荷の重さに応じて巻出し側のワイヤロープの張力（バックテンション）を微妙に調整したい場合にその調整が不能であるという問題点がある。さらに、オペレータがマニュアル操作によって巻込み側および巻出し側の各ウインチを操作したい場合に、その要求に応えられないという問題点がある。
【０００８】
一方、前記特許文献２に記載された装置では、両方のウインチを巻込み側に回転させ、リリーフ設定圧の差により巻出し側のワイヤロープの張力を確保する方式であるために、巻出し側のウインチに常に無理なトルクがかかることになってそのウインチの耐久性の面で難点がある。また、この従来装置の場合も、前記特許文献１のものと同様、巻出し側のワイヤロープ張力の手動調整ができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、インターロック機構を極めて簡易な構成にすることができるとともに、巻出し側のワイヤロープ張力の手動調整も可能で、かつマニュアル操作にも簡単に切替え可能なウインチの制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるウインチの制御装置は、
第１ウインチを駆動する第１油圧モータおよびその第１油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第１主切替弁を有する第１ウインチ駆動回路と、第２ウインチを駆動する第２油圧モータおよびその第２油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第２主切替弁を有する第２ウインチ駆動回路と、これら第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路を連動させる際にその連動指令信号を発する連動スイッチと、この連動スイッチからの信号を受けて前記第１油圧モータもしくは第２油圧モータのいずれか一方の油圧モータを巻込み側に駆動したときに他方の油圧モータを巻出し側に駆動するように、前記第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路とを連通させる連動弁とを備えるウインチの制御装置において、
前記第１主切替弁を操作する第１ウインチ操作レバーと、前記第２主切替弁を操作する第２ウインチ操作レバーと、前記第１油圧モータおよび第２油圧モータのうちの少なくとも一方の油圧モータの巻込み側の油圧ラインに配されてそのリリーフ圧を調整することにより前記第１ウインチもしくは第２ウインチより巻出されるワイヤロープの張力を調整するリリーフ弁と、前記第１ウインチ操作レバーもしくは第２ウインチ操作レバーのいずれか一方の操作レバーのパイロット弁からその操作レバーにより操作される主切替弁に至るパイロットラインの途中に、パイロット圧を前記主切替弁もしくは前記リリーフ弁のいず れかに選択的に供給するように切替える電磁弁とを備え、前記連動スイッチから連動指令信号が発せられた際に前記電磁弁が前記パイロット圧を前記リリーフ弁に供給するように切替えられることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、連動スイッチがＯＦＦ時には、第１ウインチ操作レバーおよび第２ウインチ操作レバーがそれぞれ第１主切替弁および第２主切替弁の操作用に使用される。連動スイッチをＯＮ操作すると、第１ウインチ駆動回路および第２ウインチ駆動回路に設けられた連動弁が切替えられることにより、第１油圧モータもしくは第２油圧モータのいずれか一方の油圧モータを巻込み側に駆動したときに他方の油圧モータが巻出し側に駆動される。こうして、１本の操作レバーを操作することにより一方のウインチが巻込み側に回転され、他方のウインチが巻出し側に回転されることになる。また、巻出し側のウインチにおけるワイヤロープの張力を手動調整したい場合には、連動スイッチのＯＮ時に前記第１ウインチ操作レバーもしくは第２ウインチ操作レバーのいずれか一方の操作レバーを張り増大方向に操作することにより、第１油圧モータおよび第２油圧モータのうちの少なくとも一方の油圧モータの巻込み側の油圧ラインに設けられたリリーフ弁のリリーフ圧が高められ、これによって巻出し側のワイヤロープの張力が増大される。こうして、巻出し側のウインチ操作レバーにワイヤロープの張力調整機能を持たせてオペレータの判断に応じて巻出し側のワイヤロープの張力調整を容易に行うことができ、操作レバーの本数を少なくして構成の簡素化を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるウインチの制御装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１には、本発明の第１の実施形態に係る集材機の斜視図が示されている。本実施形態の集材機１は、油圧ショベル２の作業機（ブーム３およびアーム４）をタワーとして用いて、ランニングスカイライン方式により前方の集材基地で伐採した材木５を手前側の集材基地に吊り下げて移送するように構成されている。
【００１４】
前記油圧ショベル２には２台のウインチ（第１ウインチ６および第２ウインチ７）が搭載され、この油圧ショベル２のアーム４の先端部には滑車８，９が取り付けられる。一方、前方の集材基地に位置する定置物としての立木１０にも滑車１１が取り付けられる。油圧ショベル２の第２ウインチ７から延びるワイヤロープ（索状体）１２ｂは滑車９を経て引き出され、滑車１１に巻き掛けられた後、キャリッジ（吊り具）１３の一端部に固定される。また、油圧ショベル２の第１ウインチ６から延びるワイヤロープ１２ａは滑車８を経て引き出されて前記キャリッジ１３の他端部に固定される。こうして、第２ウインチ７からワイヤロープ１２ｂを巻出しながら、第１ウインチ６にてワイヤロープ１２ａを巻込むことにより、キャリッジ１３に吊り下げられた材木５を手前側の集材基地に移送することができる。
【００１５】
図２には、本実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図が示されている。以下、この油圧回路図に基づいて説明する。
【００１６】
前記第１ウインチ６のドラム６ａは第１油圧モータ１４ａによって減速器（図示せず）を介して駆動され、前記第２ウインチ７のドラム７ａは第２油圧モータ１４ｂによって減速器（図示せず）を介して駆動され、これら各油圧モータ１４ａ，１４ｂの正逆回転によってドラム６ａ，７ａに対するワイヤロープ１２ａ，１２ｂの巻込みおよび巻出しがなされるように構成されている。前記第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂには、図示されていないがブレーキおよびそのブレーキを制御するブレーキ弁が内蔵されている。また、前記第１油圧モータ１４ａのメイン回路１６ａおよび前記第２油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂには安全弁１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００１７】
前記各メイン回路１６ａ，１６ｂには、タンク１７より主ポンプ１８によって圧油が供給される。また、これら主ポンプ１８と各メイン回路１６ａ，１６ｂとを接続する圧油吐出ライン上には第１主切替弁１９ａおよび第２主切替弁１９ｂがそれぞれ介挿されている。なお、本実施形態において、メイン回路１６ａおよび第１主切替弁１９ａを含む第１油圧モータ１４ａの駆動回路が、本発明における第１ウインチ駆動回路に対応し、メイン回路１６ｂおよび第２主切替弁１９ｂを含む第２油圧モータ１４ｂの駆動回路が、本発明における第２ウインチ駆動回路に対応する。
【００１８】
前記第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに後述するパイロットポンプ３０からのパイロット圧が作用すると、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻込み側ライン１６ｉに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻込み側に回転される。このとき、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻出し側ライン１６ｏを通ってタンク２０にドレンされる。一方、前記第１主切替弁１９ａの巻出し側操作部１９ｏにパイロット圧が作用すると、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻出し側ライン１６ｏに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻出し側に回転され、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻込み側ライン１６ｉを通ってタンク２０にドレンされる。前記第２油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂについても同様に作動する。
【００１９】
前記各メイン回路１６ａ，１６ｂの巻込み側ライン１６ｉ，１６ｉには、カウンタバランス弁２１ａ，２１ｂおよびチェック弁２２ａ，２２ｂがそれぞれ設けられている。これらカウンタバランス弁２１ａ，２１ｂおよびチェック弁２２ａ，２２ｂはそれぞれ、第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂに背圧を与えることによって負荷の自由落下を防止する役目をする。
【００２０】
また、前記第１油圧モータ１４ａおよび第２油圧モータ１４ｂのそれぞれの巻込み側ライン１６ｉと巻出し側ライン１６ｏとを連通する連通ライン１６ｃ，１６ｄが設けられ、各連通ライン１６ｃ，１６ｄには、バイパス弁２３ａ，２３ｂと、このバイパス弁２３ａ，２３ｂに流量抵抗を与える絞り弁（可変絞り）２４ａ，２４ｂがそれぞれ介挿されている。前記バイパス弁２３ａ，２３ｂは電磁式の２位置切替弁であって、インターロック選択スイッチ（連動スイッチ）２５からの指令信号に基づき、油圧スイッチ２６ａ，２６ｂを介してその開閉が制御される。
【００２１】
また、前記第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ライン１６ｉには、前記カウンタバランス弁２１ｂの後流側に、リリーフ弁２７およびチェック弁２８が並列配置されて介挿されている。このリリーフ弁２７は、後述する第２ウインチ操作レバー３１ｂの操作時にパイロット圧にてそのリリーフ圧が調整される。こうして、第２ウインチ操作レバー３１ｂを操作してリリーフ弁２７のリリーフ圧を調整することにより、前記第２ウインチ７のドラム７ａから巻出されるワイヤロープ１２ｂの張力が調整可能とされる。
【００２２】
一方、パイロットポンプ３０は、第１ウインチ操作レバー３１ａのパイロット弁３２ａおよび第２ウインチ操作レバー３１ｂのパイロット弁３２ｂにパイロット圧を供給する。前記パイロット弁３２ａは、第１ウインチ操作レバー３１ａの巻込み側の操作量に応じたパイロット圧を第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに作用させるとともに、第１ウインチ操作レバー３１ａの巻出し側の操作量に応じたパイロット圧を第１主切替弁１９ａの巻出し側操作部１９ｏに作用させる。同様に、前記パイロット弁３２ｂは、第２ウインチ操作レバー３１ｂの巻込み側の操作量に応じたパイロット圧を第２主切替弁１９ｂの巻込み側操作部１９ｉに作用させるとともに、第２ウインチ操作レバー３１ｂの巻出し側の操作量に応じたパイロット圧を第２主切替弁１９ｂの巻出し側操作部１９ｏに作用させる。
【００２３】
前記第１主切替弁１９ａおよび第２主切替弁１９ｂの巻出し側のパイロットラインにはシャトル弁３３ａ，３３ｂがそれぞれ介挿されている。そして、前記シャトル弁３３ａの一側のラインは前記パイロット弁３２ａに接続され、他側のラインは連動弁３４ａを介して第２主切替弁１９ｂの巻込み側操作部１９ｉに接続されている。また、前記シャトル弁３３ｂの一側のラインは２位置切替式の電磁弁３５を介して前記パイロット弁３２ｂに接続され、他側のラインは連動弁３４ｂを介して第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに接続されている。これら連動弁３４ａ，３４ｂは電磁式の２位置切替弁であって、前記インターロック選択スイッチ２５からの指令信号に基づきその開閉が制御される。
【００２４】
上述したように、前記パイロット弁３２ｂからシャトル弁３３ｂに至るパイロットラインの途中に２位置切替式の電磁弁３５が介挿されるとともに、この電磁弁３５を通してパイロット圧をリリーフ弁２７に導いてそのリリーフ圧を調整するためのパイロットラインが設けられている。そして、電磁弁３５がａ位置にあるときには、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がシャトル弁３３ｂに導かれ、電磁弁３５がｂ位置にあるときには、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がリリーフ弁２７に導かれるようにされている。ここで、インターロック選択スイッチ２５がＯＦＦ位置にあるときには電磁弁３５がａ位置にあり、インターロック選択スイッチ２５をＯＮ位置に操作すると電磁弁３５がｂ位置に切替えられる。
【００２５】
次に、本実施形態のウインチ制御装置の作動について説明する。
【００２６】
まず、第１ウインチ６および第２ウインチ７を連動（インターロック）運転させるために、インターロック選択スイッチ２５をＯＮ方向に操作すると、連動弁３４ａ，３４ｂが開方向に作動されるとともに、電磁弁３５がｂ位置に切替えられ、第１主切替弁１９ａの巻込み側パイロットラインと第２主切替弁１９ｂの巻出し側パイロットラインとが連通するとともに、第２主切替弁１９ｂの巻込み側パイロットラインと第１主切替弁１９ａの巻出し側パイロットラインとが連通する。この状態で、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを巻込み側（矢印Ａ方向）に操作すると、パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧が第１主切替弁１９ａの巻込み側操作部１９ｉに作用し、この第１主切替弁１９ａは巻込み側に切替えられる。これにより、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ａの巻込み側ライン１６ｉに供給されて第１油圧モータ１４ａおよびドラム６ａは巻込み側に回転される。なお、第１油圧モータ１４ａから吐出された圧油は巻出し側ライン１６ｏを通ってタンク２０にドレンされる。
【００２７】
これと同時に、パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧は、連動弁３４ｂからシャトル弁３３ｂを通って第２主切替弁１９ｂの巻出し側操作部１９ｏに作用し、第２主切替弁１９ｂは巻出し側に切替えられる。これにより、主ポンプ１８からの圧油はメイン回路１６ｂの巻出し側ライン１６ｏに供給されて第２油圧モータ１４ｂおよびドラム７ａは巻出し側に回転される。なお、第２油圧モータ１４ｂから吐出された圧油は巻込み側ライン１６ｉを通ってタンク２０にドレンされる。
【００２８】
また、前記パイロット弁３２ａの巻込み側のラインから出力されるパイロット圧は油圧スイッチ２６ｂを作動させる。これにより、第１油圧モータ１４ｂのメイン回路１６ｂの連通ライン１６ｄに介挿されたバイパス弁２３ｂに通電されてそのバイパス弁２３ｂが開作動して連通ライン１６ｄが絞り弁２４ｂを介して連通する。これにより、第２ウインチ７の駆動はフリーになるが、絞り弁２４ｂによりワイヤロープ１２ｂに張力が与えられ、第１ウインチ６の巻込み駆動に対して、第２ウインチ７はワイヤロープ１２ｂを弛ませることなく、自由に巻出すことができる。
【００２９】
こうして、１本の操作レバーを操作することにより一方のウインチが巻込み側に回転され、他方のウインチが巻出し側に回転されることになる。なお、前述の説明は、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを操作する場合について説明したが、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを操作した場合にも同様の駆動が可能である。
【００３０】
前述の操作において、巻出し側のワイヤロープの張力（バックテンション）を手動調整したい場合には、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを張り増大方向（矢印Ｂ方向）に操作すると、パイロット弁３２ｂからのパイロット圧がリリーフ弁２７に作用することによりそのリリーフ圧が高められ、第２ウインチ７のドラム７ａから巻出されるワイヤロープ１２ｂの張力が増大される。こうして、オペレータの判断に応じて巻出し側のワイヤロープ１２ｂの張力調整を容易に行うことができる。
【００３１】
一方、インターロック選択スイッチ２５がＯＦＦ状態にあるときには、マニュアル操作モードとなって、第１ウインチ６の操作レバー３１ａを巻込み側に操作するとともに、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを巻込み側に操作することで、オペレータの技量に頼ったマニュアル操作が可能である。
【００３２】
本実施形態においては、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂを、第２ウインチ７の巻込み・巻出しを操作する役目と、ワイヤロープの張力を調整する調整レバーの役目とを兼用させることから、オペレータがその操作レバー３１ｂの現在の操作モードを容易に認識できるように、その操作モードを表示パネル等に表示するようにするのが望ましい。
【００３３】
（第２の実施形態）
図３には、本発明の第２の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図が示されている。本実施形態において、回路の基本構成およびその作動については第１の実施形態とほぼ同様である。したがって、第１の実施形態と共通する部分には図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００３４】
前記第１実施形態では、リリーフ弁２７を第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ラインのみに設けたものを説明したが、本実施形態においては、第１油圧モータ１４ａの巻込み側ラインおよび第２油圧モータ１４ｂの巻込み側ラインにそれぞれリリーフ弁２７ａ，２７ｂを設けるとともに、各リリーフ弁２７ａ，２７ｂのリリーフ圧をそれぞれ第１ウインチ６の操作レバー３１ａおよび第２ウインチ７の操作レバー３１ｂで調整するために、パイロット弁３２ａ，３２ｂからシャトル弁３３ａ，３３ｂに至るパイロットラインの途中にそれぞれ電磁弁３５ａ，３５ｂを介挿するように構成したものである。
【００３５】
このようにすれば、インターロック選択スイッチ２５がＯＮ方向に操作されているとき、第１ウインチ６の操作レバー３１ａによって巻込み・巻出し操作を行うとともに、第２ウインチ７の操作レバー３１ｂによってワイヤロープ１２ｂの張力の調整を行い、また第２ウインチ７の操作レバー３１ｂによって巻込み・巻出し操作を行うとともに、第１ウインチ６の操作レバー３１ａによってワイヤロープ１２ａの張力の調整を行うことができる。
【００３６】
以上のように、前記各実施形態のウインチ制御装置によれば、第１ウインチ６と第２ウインチ７とを連動操作するインターロック機構を極めて簡易な構成にすることができるとともに、巻出し側のワイヤロープ張力をオペレータの好みに応じて自由に調整することができる。また、連動操作からマニュアル操作への切替えも極めて容易に行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る集材機の斜視図である。
【図２】 図２は、第１の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図である。
【図３】 図３は、第２の実施形態に係るウインチ制御装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１ 集材機
２ 油圧ショベル
６ 第１ウインチ
７ 第２ウインチ
１２ａ，１２ｂ ワイヤロープ
１４ａ 第１油圧モータ
１４ｂ 第２油圧モータ
１６ａ，１６ｂ メイン回路
１９ａ 第１主切替弁
１９ｂ 第２主切替弁
２５ インターロック選択スイッチ（連動スイッチ）
２７，２７ａ，２７ｂ リリーフ弁
３１ａ 第１ウインチ操作レバー
３１ｂ 第２ウインチ操作レバー
３４ａ，３４ｂ 連動弁
３５，３５ａ，３５ｂ 電磁弁
Claims (1)
- 第１ウインチを駆動する第１油圧モータおよびその第１油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第１主切替弁を有する第１ウインチ駆動回路と、第２ウインチを駆動する第２油圧モータおよびその第２油圧モータへ供給される圧油の方向を切替える第２主切替弁を有する第２ウインチ駆動回路と、これら第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路を連動させる際にその連動指令信号を発する連動スイッチと、この連動スイッチからの信号を受けて前記第１油圧モータもしくは第２油圧モータのいずれか一方の油圧モータを巻込み側に駆動したときに他方の油圧モータを巻出し側に駆動するように、前記第１ウインチ駆動回路と第２ウインチ駆動回路とを連通させる連動弁とを備えるウインチの制御装置において、
前記第１主切替弁を操作する第１ウインチ操作レバーと、前記第２主切替弁を操作する第２ウインチ操作レバーと、前記第１油圧モータおよび第２油圧モータのうちの少なくとも一方の油圧モータの巻込み側の油圧ラインに配されてそのリリーフ圧を調整することにより前記第１ウインチもしくは第２ウインチより巻出されるワイヤロープの張力を調整するリリーフ弁と、前記第１ウインチ操作レバーもしくは第２ウインチ操作レバーのいずれか一方の操作レバーのパイロット弁からその操作レバーにより操作される主切替弁に至るパイロットラインの途中に、パイロット圧を前記主切替弁もしくは前記リリーフ弁のいずれかに選択的に供給するように切替える電磁弁とを備え、前記連動スイッチから連動指令信号が発せられた際に前記電磁弁が前記パイロット圧を前記リリーフ弁に供給するように切替えられることを特徴とするウインチの制御装置。
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